鐵路路基施工中抗滑樁的應用研究及效果分析

馬同剛MA Tong-gang

（云南省綜合交通發(fā)展中心，昆明 650031）

0 引言

我國是一個深受地質(zhì)災害頻發(fā)威脅的國家，特別是在地質(zhì)條件復雜的西部地區(qū)，山高坡陡使得地質(zhì)災害風險加劇。在眾多地質(zhì)災害中，滑坡災害的發(fā)生率居高不下，且其帶來的損失尤為嚴重。隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如鐵路、公路、采礦及水利工程等不斷推進，這些土木工程建設(shè)活動常對地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成破壞，從而引發(fā)滑坡災害。因此，國家在滑坡災害防治方面投入了大量的資金。在眾多滑坡災害防治措施中，抗滑樁技術(shù)因其出色的抗滑效能和靈活的樁位設(shè)置，被廣泛應用于滑坡治理工程實踐中[1]。

1 工程案例

1.1 工程概況

我項目部承建K0+000～K1+617.834 段，全長1617.834 m，其中K0+480～K0+720 段路基為古滑坡體，道路左右兩側(cè)均設(shè)置抗滑樁，部分抗滑樁設(shè)樁板式擋土墻?？够瑯稑堕g距中～中均為5.0m，樁徑為3.0x4.0m 抗滑樁錨固長度10m。本工程在抗滑樁基坑開挖中遇有部分石方需要進行爆破。

1.2 地質(zhì)概況

根據(jù)《K0+480～K0+720 段滑坡工程地質(zhì)勘察報告》，受歷日強降雨和斜坡中后部沖溝及工程切坡的影響，部份斜坡自2013 年3 月開始產(chǎn)生變形、開裂，局部高切坡產(chǎn)生滑塌。橫二路施工后，公路高填方或高切方均對古滑坡整體穩(wěn)定性將產(chǎn)生不利影響，使滑坡處于基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定狀態(tài)。從斜坡微地貌上來看，古滑坡微地貌特征明顯，具備雙溝同源，后緣與整個赤水右岸單斜坡一致，地形坡度陡，整體呈50°左右，古滑坡左右邊界為近南北向自然沖溝，沖溝內(nèi)長年有水，古滑坡前緣為孤立陡斜坡,剪出口位于斜坡區(qū)；古滑坡緣較陡，大部份為階梯狀分布的水田及旱地，地形坡度較陡，一般為25～30°；滑坡中部地形相對平緩，主要為早期老廠和水田分布區(qū)，土坎整體向赤水河凸出，為古滑坡堆積區(qū)，一般地形坡度10～15°，調(diào)查多見泉點和濕地出露；滑坡前緣地形坡度陡，-般為30～40°，灌木較發(fā)育，淺表層滑塌明顯。根據(jù)勘察報告，該滑坡平面形態(tài)為不規(guī)則長方形，主滑線方向N19.6°W，滑坡縱向長580m，橫向?qū)?5～250m，一般寬度200m，滑坡分布面積11.82x104m3；滑體土平均厚度為16.33m，最厚達32.47m，滑坡體積約193x104m3，屬大型中層推移式堆積層滑坡。

1.3 抗滑樁施工工藝流程

抗滑樁施工工藝如圖1 抗滑樁施工工藝流程圖所示。

圖1 抗滑樁施工工藝流程圖

1.3.1 施工準備

首先整平施工區(qū)，清除雜物，按圖紙精確放樣并標定樁位，設(shè)十字護樁，并挖排水溝，設(shè)地表截排水設(shè)施。雨季需搭雨棚，并準備孔內(nèi)排水、通風及照明設(shè)備，確保施工安全便利。

1.3.2 根據(jù)測量放樣的樁位，進行開挖施工

抗滑樁是鐵路工程穩(wěn)定邊坡的關(guān)鍵措施，需遵循間隔開挖原則。開挖初步階段先挖深1m，并在1.2m 處鎖口，采用C20 混凝土澆筑，鎖口高于地面0.2m，采用變壁厚結(jié)構(gòu)。樁孔開挖后立即按圖紙綁扎鎖口及護壁鋼筋，確認符合設(shè)計后進行支模、加固，確保施工準確安全。鎖口和護壁接頭不可設(shè)在滑動面，以提升施工安全性[2]。

1.3.3 孔樁開挖

①按設(shè)計需求開挖邊坡至樁頂高程，采用跳挖方式分三個序列開挖，每節(jié)高度控制在0.6-2.0m。開挖至1.6-1.7m 后，按鎖口尺寸下挖10cm，然后制作護壁、鎖口鋼筋并安裝模板，用全站儀校核位置。開挖流程嚴格遵循施工設(shè)計圖進行，圖2 為抗滑樁開挖施工圖。

圖2 抗滑樁開挖施工圖

②鎖口施工。

開挖至兩米深時，立即進行鎖口施工，鎖口高出地面55cm，采用C20 鋼筋混凝土澆筑。施工前需精確復核樁位，支護模板并內(nèi)部支撐。鋼筋安裝后需監(jiān)理驗收，方可澆筑混凝土。樁頂橫坡陡時，鎖口頂面可制成斜面。

③樁身掘進。

采用邊開挖邊支護方式，每節(jié)開挖高度根據(jù)土質(zhì)和操作條件確定，通常挖掘深度2-3m，隨即灌注鋼筋混凝土護壁。石質(zhì)風化或地下水出露區(qū)域建議每節(jié)挖深1m。優(yōu)先使用風鎬挖掘，局部可輔以風槍。先挖中間再挖四周，采用跳樁開挖方式。

④出碴。

人工出渣，利用井架提升土斗車至井口，移動至運渣車上方卸渣。井架配備緊急剎車，制作攀爬軟梯供人員安全上下。

1.3.4 鋼筋混凝土護壁

挖孔時，須嚴格檢查樁身尺寸、位置及垂直度以確保質(zhì)量。護壁施工須在上一節(jié)護壁混凝土具備一定強度后進行，采用C20 鋼筋混凝土，每掘進1m 即護壁。施工包括安設(shè)鋼筋、安裝校正模板、澆注混凝土等，要求混凝土密實且均勻澆注。護壁應連續(xù)，鋼筋連續(xù)，混凝土對稱搗固。隨時檢查護壁受力，一旦發(fā)現(xiàn)問題須立即撤離并加固[3]。

1.3.5 炮眼布置

孔樁爆破中，炮眼布置至關(guān)重要應按如下設(shè)置：偏中心設(shè)2-3 個錐形掏槽眼，傾角10-15 度。周邊眼等距梅花式布置，眼距500-800mm，垂直布置在距護壁100-200mm處，確保爆破效果和作業(yè)安全（如圖3 所示）。

圖3 炮孔平面布置圖

1.3.6 樁體鋼筋籠的制作安裝

在抗滑樁施工中，針對樁長超過12m 的情況，考慮到現(xiàn)場條件、鋼筋重量與工期壓力，以及施工安全，優(yōu)先選擇錐螺紋套管連接工藝進行鋼筋籠的井下安裝，安裝尺寸允許偏差及檢驗方法如表1 所示。

表1 抗滑樁鋼筋骨架安裝尺寸允許偏差及檢驗方法

①工藝流程。

施工流程涵蓋切割下料、加工螺紋、保護帽安裝、分類堆放、鋼筋吊裝及井下安裝等步驟。

②切削下料。

在切割下料時，需確保鋼筋端面垂直、平滑，并妥善存放以防損壞。

③加工螺紋。

加工螺紋環(huán)節(jié)要求嚴格，直螺紋絲頭的牙形和螺距必須與連接套匹配，經(jīng)過質(zhì)檢員嚴格檢驗后加裝保護帽以防損傷。

④鋼筋連接。

鋼筋連接采用精確可靠的方法，通過旋轉(zhuǎn)連接鋼筋或反向旋轉(zhuǎn)套筒，再使用扭力扳手緊固，確保連接的穩(wěn)固性。對于無法旋轉(zhuǎn)的鋼筋，采用特殊連接方式，通過鎖定螺母和連接套筒完成連接。

⑤鋼筋吊裝與安裝。

鑒于工程樁徑大、鋼筋配置重，采用井上加工與井內(nèi)安裝的方式進行施工，以解決傳統(tǒng)井外制作后吊裝的困難。這種施工方式不僅提高了工作效率，也確保了施工的安全性和質(zhì)量。

1.3.7 樁基混凝土灌注

①樁基鋼筋籠及聲測管施工完畢后，須先自檢，合格后提交監(jiān)理工程師審核，得其批準后方可澆筑混凝土。

②樁基混凝土原材料如水泥、外加劑及砂石等，需經(jīng)現(xiàn)場取樣及試驗室檢測合格后方可使用?；炷涟韬锨靶铚y定砂石含水量以調(diào)整施工配合比，施工中不得擅自更改，必須嚴格按照施工配合比執(zhí)行，確?；炷临|(zhì)量達標。

③樁基混凝土采用罐車運輸或泵送，澆筑時必須使用串筒及插入式振動器，且串筒底口與混凝土面距離不超過2m。混凝土澆筑應分層進行，每層厚度不超過50cm，并做好全程記錄與監(jiān)測。

④澆筑前，樁身與護壁間應采取隔離措施，確保拆除護壁后樁身平整美觀[4]。

1.3.8 樁基檢測

在樁基達到設(shè)計強度并完成養(yǎng)護后，將委托具備相應資質(zhì)的檢測單位對其進行無損檢測，以確保樁基的完整性和承載能力滿足設(shè)計要求。此外，應嚴格遵循施工順序，只有在檢測結(jié)果合格后，即在樁身混凝土強度達到設(shè)計要求的70%并且通過相關(guān)檢測后，方可進行樁前土石方的開挖工作。這一流程保證了施工的安全性和樁基的穩(wěn)定性，同時也確保了混凝土質(zhì)量完全符合設(shè)計及規(guī)范要求。堅決杜絕先開挖土石方后施工樁基的違規(guī)行為，以維護工程質(zhì)量和安全。

2 抗滑樁監(jiān)測方案

2.1 監(jiān)測目的

本監(jiān)測旨在評估抗滑樁的加固效果，確定滑動面深度，驗證滑坡變形機制，并分析成因。同時，對加固設(shè)計的合理性與施工質(zhì)量的評估也具有重要意義。

2.2 監(jiān)測方案

為評估抗滑樁加固效用，本方案計劃在抗滑樁頂與邊坡上部設(shè)置監(jiān)測點及測量裝置，以獲取邊坡表面位移、樁身彎矩等核心數(shù)據(jù)。具體方法包括：使用全站儀監(jiān)測坡面和樁頂?shù)乃郊按怪蔽灰?，利用測斜管測量樁體水平位移，并在樁頂以下按一定間隔設(shè)置測點以分析樁身變形[5]。

2.3 加固效果分析

采用高精度全站儀對邊坡表面位移進行監(jiān)測。為深入分析加固效果，特選取第二臺階上部的兩個代表性抗滑樁測點的數(shù)據(jù)進行探討，具體結(jié)果詳見表2。

表2 邊坡表面位移監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

根據(jù)表2 的數(shù)據(jù)分析顯示，邊坡水平位移整體向外，且dx、dy、dz 三方向位移變化趨勢相吻合，即在開挖初期迅速上升而后逐漸平緩，這表明邊坡的防護結(jié)構(gòu)在控制坡面變形方面起到了顯著作用。例如，P11 測點在dx、dy、dz方向上的初期變形速度快，但隨后趨于穩(wěn)定，P21 測點也顯示出類似趨勢。結(jié)合現(xiàn)場施工狀況來看，抗滑樁施工完畢后，坡面及抗滑樁的變形速度逐漸平穩(wěn)，雖有略微增長，但總體變形量小，這進一步證實了抗滑樁對邊坡變形的有效控制作用[6]。

3 結(jié)論

綜上所述，鐵路工程施工中采用擋土抗滑樁可以顯著提高路基邊坡的穩(wěn)定性。為確保鐵路路基抗滑樁的質(zhì)量滿足標準，技術(shù)人員需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及施工技術(shù)要求，對施工工序和材料進行嚴格把控。